以石墨為負(fù)極的鋰離子電池現(xiàn)在達(dá)到的實(shí)際容量已經(jīng)越來越接近理論容量了，但仍舊達(dá)不到人們的生活需求。為了提升鋰電池的能量密度和容量，鋰金屬成為新的負(fù)極英雄而受到矚目。據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月12日，賓夕法尼亞州立大學(xué)在《NatureEnergy》雜志上發(fā)表的研究結(jié)果表明，更持久、充電速度更快以及更安全的鋰金屬電池是有可能實(shí)現(xiàn)的。該項(xiàng)研究由美國能源部提供資助，研究人員研發(fā)出一種三維交連聚合物海綿，可附著在電池陽極的金屬鍍層上。

賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程教授兼該項(xiàng)目首席研究員王東海表示，該項(xiàng)目旨在研發(fā)下一代鋰金屬電池。在電池中試用鋰金屬已經(jīng)持續(xù)了幾十年，但是有些基本問題阻礙了鋰金屬電池的發(fā)展。

據(jù)了解，鋰金屬電池（Lithiummetalbattery,LMB）是指利用金屬鋰作為負(fù)極（Anode）的電池，與其相搭配的正極材料可以是氧氣、單質(zhì)硫、金屬氧化物等物質(zhì)。鋰金屬電池是最有希望的下一代高能量密度存儲(chǔ)設(shè)備之一，能夠滿足新興行業(yè)的嚴(yán)格要求。然而，直接應(yīng)用金屬鋰可能帶來安全問題、較差的倍率和循環(huán)性能，甚至負(fù)極材料在電池內(nèi)部的粉碎。其主要原因包括大極化和強(qiáng)電場引起的異質(zhì)沉積導(dǎo)致的枝晶生長、金屬鋰極度活潑、循環(huán)時(shí)鋰體積無限變化等。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了LMBs的商業(yè)化。

王教授表示：“我們的方法是在鋰金屬界面上使用聚合物。該材料是一個(gè)多孔海綿，不僅可以讓鋰離子轉(zhuǎn)移，還能抑制鋰離子變質(zhì)，即使在低溫和快速充電的條件下，也可讓金屬鍍層不生長枝晶。”

王教授表示，該項(xiàng)研究可讓更強(qiáng)大、更穩(wěn)定的鋰金屬電池技術(shù)成為日常生活中不可或缺的部分。用于電動(dòng)汽車中，該鋰金屬電池可以增加其續(xù)航里程，其還可以為智能手機(jī)提供更長壽命的電池。

未來，該研究小組將探索其在大型電池芯中的實(shí)際應(yīng)用，以驗(yàn)證該技術(shù)的優(yōu)勢和可行性。王教授表示：“我們希望推動(dòng)此類技術(shù)向前發(fā)展，通過該項(xiàng)研究，我們很肯定可以將鋰金屬電池的使用壽命延長一倍。”